가장 오래된 화석, 스트로마톨라이트

스트로마톨라이트, 처음 들어보는데?

스트로마톨라이트(Stromatolite)? 이 생소한 단어의 어원은 "엽층리 구조를 가진다"는 뜻의 라틴어 "stroma"와 "암석"을 뜻하는 그리스어 "lithos"의 합성어라고 합니다.

어원에서 유추할 수 있는 것처럼, 얇은 층들이 겹겹이 쌓여 있는 암석을 의미하고 1908년 독일의 광물학자이자 지질학자인 칼코우스키(Kalkowsk, E. 1894~1920) 가 최초로 이 용어를 사용하였다고 알려져 있습니다. 

 

스트로마톨라이트는 오늘날의 남조류로 추정되는 남세균의 활동에 의하여 생성된 퇴적 구조입니다. 원시 박테리아(cyanobacteria)는 광합성을 하는 원핵생물로서, 동그란 모양의 단세포인 경우도 있고 실 모양이나 판상의 군체를 이루며, 바다나 호수의 가장자리에서 자랍니다. 

 

이때 끈끈한 물질을 분비하기 때문에 주변에 있던 퇴적물 알갱이들이 표면에 달라붙어 다양한 형태의 스트로마톨라이트를 만들어 내게 됩니다. 이러한 스트로마톨라이트는 퇴적물과 미생물 매트가 교대로 층을 이루며 구성되며, 미생물 매트는 퇴적물 입자를 가두고 탄산칼슘 또는 기타 미네랄을 분비하여 암석과 같은 구조의 층을 형성합니다. 

 

단면상에는 총리가 물결 모양이나 기둥 모양을 이루고, 층리면에서는 동심원상의 무늬를 나타내기도 합니다. 이러한 층이 쌓이면 독특한 돔 모양이나 기둥 모양이 형성됩니다.  스트로마톨라이트는 지구 생명체의 초기 역사에 대한 귀중한 통찰력을 제공하는 35억년 이상 된 가장 오래된 화석 중 하나입니다.

 

스트로마톨라이트 (이미지출처 https://www.britannica.com/science/stromatolite )

 

 

스트로마톨라이트의 생성 과정

스트로마톨라이트는 미생물 군집, 퇴적, 광물 침전 간의 장기간에 걸친 상호 작용을 통해 형성됩니다. 그 과정은 다음과 같이 자세히 설명할 수 있습니다.

 

먼저, 해안 지역, 호수, 갯벌과 같은 얕은 물 환경에서 시아노박테리아와 같은 미생물이 퇴적물 표면에 생물막이나 미생물 매트를 형성하며 초기 식민지화를 시작합니다.

 

미생물 매트는 주변 퇴적물 입자를 가두고, 미생물은 광합성을 통해 에너지와 유기 화합물을 생성하며, 탄산칼슘이나 기타 미네랄을 분비합니다. 이러한 분비와 침전 과정은 퇴적물 입자를 결합시켜 스트로마톨라이트의 특징적인 층 구조를 형성합니다.

 

시간이 지남에 따라 미생물 성장과 퇴적물 축적이 계속되면서 스트로마톨라이트 구조 내에 뚜렷한 층이 형성됩니다. 각 층은 미생물 활동과 퇴적물 퇴적 기간을 나타내며, 더 미세한 층은 계절적 변화나 환경 조건의 변화를 나타냅니다.

 

미생물 매트가 계속 위로 자라면 오래된 퇴적층을 덮고 그 위에 새로운 층을 형성할 수 있습니다. 이 과정은 돔 모양이나 원주 형태의 스트로마톨라이트 형성에 기여합니다.

 

오랜 시간 동안 미생물 활동과 광물 침전이 지속되면서 축적된 퇴적층은 압축과 암석화를 거쳐 단단한 암석으로 변합니다. 

 

 

스트로마톨라이트 연구의 의의

스트로마톨라이트 연구는 지구상 생명체의 기원과 진화를 이해하는 데 매우 중요하며, 다음과 같은 학문적 의미를 가지고 있습니다.

 

가장 오래된 화석 중 하나!

스트로마톨라이트는 35억 년 이상 된 것으로 알려진 가장 오래된 화석 중 하나입니다. 이는 지구상 생명체의 초기 역사를 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다.

 

지구 초기 생태계의 모습을 보여준다

스트로마톨라이트는 지구 초기 생태계의 모습을 보여줍니다. 시아노박테리아와 같은 미생물이 광합성을 통해 산소를 생성하고, 이를 통해 다른 생물들이 살아갈 수 있는 환경을 조성했습니다. 이는 지구상 생명체의 기원과 진화에 큰 영향을 미쳤습니다.

 

지질학적 시간 규모에 따른 환경 변화를 기록하고 있다.

스트로마톨라이트는 지질학적 시간 규모에 따른 환경 변화를 기록하고 있습니다. 예를 들어, 스트로마톨라이트의 층 구조를 분석하여 과거의 기후 변화, 수질 변화, 생물 다양성 변화 등을 파악할 수 있습니다.

 

다른 행성에서의 생명체 존재 가능성에 대한 단서가 될 수 있다.

스트로마톨라이트는 다른 행성에서의 생명체 존재 가능성에 대한 단서를 제공합니다. 스트로마톨라이트와 유사한 구조가 다른 행성에서도 발견된다면, 이는 그곳에서도 생명체가 존재할 가능성이 높다는 것을 의미합니다.

 

생명체의 진화 과정 이해를 돕는다.

스트로마톨라이트는 생명체의 진화 과정을 이해하는 데에도 도움이 됩니다. 스트로마톨라이트의 층 구조를 분석하여 생물의 진화 과정을 추적할 수 있으며, 이를 통해 지구상 생명체의 기원과 진화를 이해할 수 있습니다.